Peralatan permukaan sel adalah subsistem universal. Mereka menentukan batas antara lingkungan eksternal dan sitoplasma. PAC menyediakan regulasi interaksi mereka. Mari kita pertimbangkan lebih lanjut fitur-fitur organisasi struktural dan fungsional dari peralatan permukaan sel.
Komponen
Komponen peralatan permukaan sel eukariotik berikut dibedakan: membran plasma, kompleks supramembran dan submembran. Yang pertama disajikan dalam bentuk elemen tertutup bola. Plasmalemma dianggap sebagai dasar dari peralatan seluler permukaan. Kompleks epimembran (juga disebut glikokaliks) adalah elemen eksternal yang terletak di atas membran plasma. Ini berisi berbagai komponen. Secara khusus, ini termasuk:
- Karbohidrat bagian dari glikoprotein dan glikolipid.
- Protein perifer membran.
- Karbohidrat spesifik.
- Protein semi-integral dan integral.
Kompleks submembran terletak di bawah plasmalemma. Ini berisi sistem muskuloskeletal dan hyaloplasma perifer.
Elemen submembrankompleks
Mempertimbangkan struktur peralatan permukaan sel, seseorang harus memikirkan hialoplasma perifer secara terpisah. Ini adalah bagian sitoplasma khusus dan terletak di atas membran plasma. Hyaloplasma perifer disajikan sebagai zat heterogen cair yang sangat terdiferensiasi. Ini mengandung berbagai elemen dengan berat molekul tinggi dan rendah dalam larutan. Faktanya, ini adalah lingkungan mikro di mana proses metabolisme spesifik dan umum terjadi. Hyaloplasma perifer melakukan banyak fungsi peralatan permukaan.
Sistem muskuloskeletal
Terletak di hialoplasma perifer. Dalam sistem muskuloskeletal, ada:
- Mikrofibril.
- Fibril rangka (filamen menengah).
- Mikrotubulus.
Mikrofibril adalah struktur berfilamen. Fibril rangka terbentuk karena polimerisasi sejumlah molekul protein. Jumlah dan panjangnya diatur oleh mekanisme khusus. Ketika mereka berubah, anomali fungsi seluler terjadi. Mikrotubulus adalah yang terjauh dari plasmalemma. Dindingnya dibentuk oleh protein tubulin.
Struktur dan fungsi peralatan permukaan sel
Metabolisme dilakukan karena adanya mekanisme transportasi. Struktur peralatan permukaan sel memberikan kemampuan untuk melakukan pergerakan senyawa dalam beberapa cara. Secara khusus, jenis berikut:transportasi:
- Difusi sederhana.
- Transportasi pasif.
- Gerakan aktif.
- Sitosis (pertukaran membran).
Selain transportasi, fungsi peralatan permukaan sel seperti:
- Penghalang (delimitasi).
- Reseptor.
- Identifikasi.
- Fungsi pergerakan sel melalui pembentukan filo-, pseudo- dan lamellopodia.
Gerakan bebas
Difusi sederhana melalui peralatan permukaan sel dilakukan secara eksklusif dengan adanya gradien listrik di kedua sisi membran. Ukurannya menentukan kecepatan dan arah gerakan. Lapisan bilipid dapat melewati molekul apa pun dari tipe hidrofobik. Namun, sebagian besar elemen biologis aktif bersifat hidrofilik. Oleh karena itu, pergerakan bebas mereka sulit.
Transportasi pasif
Jenis gerakan majemuk ini juga disebut difusi terfasilitasi. Ini juga dilakukan melalui peralatan permukaan sel dengan adanya gradien dan tanpa konsumsi ATP. Transportasi pasif lebih cepat daripada transportasi gratis. Dalam proses peningkatan perbedaan konsentrasi dalam gradien, ada saat di mana kecepatan gerakan menjadi konstan.
Operator
Transportasi melalui peralatan permukaan sel disediakan oleh molekul khusus. Dengan bantuan pembawa ini, molekul besar dari jenis hidrofilik (asam amino, khususnya) melewati gradien konsentrasi. Permukaanaparatus sel eukariotik termasuk pembawa pasif untuk berbagai ion: K+, Na+, Ca+, Cl-, HCO3-. Molekul khusus ini dicirikan oleh selektivitas tinggi untuk elemen yang diangkut. Selain itu, properti penting mereka adalah kecepatan gerakan yang tinggi. Itu bisa mencapai 104 atau lebih molekul per detik.
Transportasi aktif
Hal ini ditandai dengan memindahkan elemen melawan gradien. Molekul diangkut dari daerah konsentrasi rendah ke daerah konsentrasi tinggi. Pergerakan seperti itu melibatkan biaya ATP tertentu. Untuk implementasi transpor aktif, pembawa spesifik termasuk dalam struktur peralatan permukaan sel hewan. Mereka disebut "pompa" atau "pompa". Banyak dari pembawa ini dibedakan oleh aktivitas ATPase mereka. Ini berarti bahwa mereka mampu memecah adenosin trifosfat dan mengekstrak energi untuk aktivitas mereka. Transpor aktif menciptakan gradien ion.
Sitosis
Metode ini digunakan untuk memindahkan partikel dari zat yang berbeda atau molekul besar. Dalam proses sitosis, elemen yang diangkut dikelilingi oleh vesikel membran. Jika perpindahan dilakukan ke dalam sel, maka disebut endositosis. Dengan demikian, arah sebaliknya disebut eksositosis. Dalam beberapa sel, elemen melewati. Jenis transportasi ini disebut transcytosis atau diacyosis.
Plasmolemma
Struktur peralatan permukaan sel termasuk plasmamembran yang sebagian besar terdiri dari lipid dan protein dengan perbandingan kira-kira 1:1. "Model sandwich" pertama dari elemen ini diusulkan pada tahun 1935. Menurut teori, dasar plasmolemma dibentuk oleh molekul lipid yang ditumpuk dalam dua lapisan (lapisan bilipid). Mereka memutar ekornya (daerah hidrofobik) satu sama lain, dan kepala hidrofilik ke luar dan ke dalam. Permukaan lapisan bilipid ini ditutupi dengan molekul protein. Model ini dikonfirmasi pada 1950-an oleh studi ultrastruktur yang dilakukan menggunakan mikroskop elektron. Secara khusus, ditemukan bahwa peralatan permukaan sel hewan mengandung membran tiga lapis. Ketebalannya adalah 7,5-11 nm. Ini memiliki cahaya tengah dan dua lapisan periferal gelap. Yang pertama sesuai dengan wilayah hidrofobik molekul lipid. Area gelap, pada gilirannya, adalah lapisan permukaan protein dan kepala hidrofilik yang terus menerus.
Teori lain
Berbagai studi mikroskop elektron dilakukan pada akhir 50-an - awal 60-an. menunjuk pada universalitas organisasi tiga lapis membran. Hal ini tercermin dalam teori J. Robertson. Sementara itu, pada akhir 1960-an cukup banyak fakta yang terakumulasi yang belum dijelaskan dari sudut pandang "model sandwich" yang ada. Ini memberikan dorongan untuk pengembangan skema baru, termasuk model berdasarkan adanya ikatan hidrofobik-hidrofilik antara molekul protein dan lipid. Antarasalah satunya adalah teori "karpet lipoprotein". Sesuai dengan itu, membran mengandung dua jenis protein: integral dan perifer. Yang terakhir dikaitkan dengan interaksi elektrostatik dengan kepala kutub pada molekul lipid. Namun, mereka tidak pernah membentuk lapisan kontinu. Protein globular memainkan peran kunci dalam pembentukan membran. Mereka sebagian terbenam di dalamnya dan disebut semi-integral. Pergerakan protein ini dilakukan dalam fase cair lipid. Ini memastikan labilitas dan dinamisme seluruh sistem membran. Saat ini, model ini dianggap yang paling umum.
Lipid
Karakteristik fisik dan kimia utama membran disediakan oleh lapisan yang diwakili oleh elemen - fosfolipid, terdiri dari ekor non-polar (hidrofobik) dan kepala polar (hidrofilik). Yang paling umum adalah fosfogliserida dan sphingolipid. Yang terakhir terkonsentrasi terutama di monolayer luar. Mereka terkait dengan rantai oligosakarida. Karena fakta bahwa tautan menonjol di luar bagian luar plasmalemma, ia memperoleh bentuk asimetris. Glikolipid memainkan peran penting dalam pelaksanaan fungsi reseptor peralatan permukaan. Kebanyakan membran juga mengandung kolesterol (kolesterol) - lipid steroid. Jumlahnya berbeda, yang sangat menentukan fluiditas membran. Semakin banyak kolesterol, semakin tinggi. Level cairan juga tergantung pada rasio residu tak jenuh dan jenuh dariasam lemak. Semakin banyak dari mereka, semakin tinggi itu. Cairan mempengaruhi aktivitas enzim dalam membran.
Protein
Lipid terutama menentukan sifat penghalang. Protein, sebaliknya, berkontribusi pada kinerja fungsi utama sel. Secara khusus, kita berbicara tentang pengangkutan senyawa yang diatur, pengaturan metabolisme, penerimaan, dan sebagainya. Molekul protein didistribusikan dalam lapisan ganda lipid dalam pola mosaik. Mereka bisa bergerak secara mendalam. Gerakan ini tampaknya dikendalikan oleh sel itu sendiri. Mikrofilamen terlibat dalam mekanisme pergerakan. Mereka melekat pada protein integral individu. Elemen membran berbeda tergantung pada lokasinya dalam kaitannya dengan lapisan bilipid. Protein, oleh karena itu, dapat menjadi perifer dan integral. Yang pertama dilokalisasi di luar lapisan. Mereka memiliki ikatan yang lemah dengan permukaan membran. Protein integral benar-benar terbenam di dalamnya. Mereka memiliki ikatan yang kuat dengan lipid dan tidak dilepaskan dari membran tanpa merusak lapisan bilipid. Protein yang menembusnya melalui dan melalui disebut transmembran. Interaksi antara molekul protein dan lipid yang berbeda sifatnya memastikan stabilitas plasmalemma.
Glycocalyx
Lipoprotein memiliki rantai samping. Molekul oligosakarida dapat mengikat lipid dan membentuk glikolipid. Bagian karbohidratnya, bersama dengan elemen glikoprotein yang serupa, memberikan permukaan sel muatan negatif dan membentuk dasar glikokaliks. Diadiwakili oleh lapisan longgar dengan kerapatan elektron moderat. Glikokaliks menutupi bagian luar plasmalemma. Situs karbohidratnya berkontribusi pada pengenalan sel dan zat tetangga di antara mereka, dan juga menyediakan ikatan perekat dengan mereka. Glikokaliks juga mengandung reseptor hormon dan hetokompatibilitas, enzim.
Ekstra
Reseptor membran diwakili terutama oleh glikoprotein. Mereka memiliki kemampuan untuk membentuk ikatan yang sangat spesifik dengan ligan. Reseptor yang ada di membran, selain itu, dapat mengatur pergerakan molekul tertentu ke dalam sel, permeabilitas membran plasma. Mereka mampu mengubah sinyal dari lingkungan eksternal menjadi sinyal internal, untuk mengikat elemen matriks ekstraseluler dan sitoskeleton. Beberapa peneliti percaya bahwa molekul protein semi-integral juga termasuk dalam glikokaliks. Situs fungsionalnya terletak di wilayah supramembran aparatus sel permukaan.
